1、近距离煤层开采冲击地压防治技术 刘文栋 山东省天安矿业集团有限公司星村煤矿 摘 要： 近距离煤层开采防治冲击地压是近年来煤矿安全生产的技术难题。本文以某矿 4202工作面为研究背景, 提出了近距离煤层开采冲击地压防治技术。研究表明: 以“分段防治技术”为核心, 以煤层注水软化、 爆破卸压和大直径钻孔卸压处理 等具体措施为手段的近距离煤层开采冲击地压防治体系, 能很好地避免冲击地 压的发生。 关键词： 近距离煤层; 冲击地压; 防治技术; 作者简介：刘文栋 (1991-) , 男, 山东滨州市人, 本科学历, 助理工程师, 现 在山东省天安矿业集团有限公司星村煤矿从事煤矿冲击地压防治工作。 冲击
2、地压是煤岩体中积聚的应变能突然而猛烈释放而造成的1-3, 发生在高应 力区的脆性煤岩体中。 根据上述研究分析, 在近距离空间交叉采场内, 当上部采 场推至距离下部煤层巷道掘进迎头附近时, 下部巷道受上部工作面超前支承压 力影响, 掘进迎头前方煤体上部应力逐渐增大, 能量逐渐积聚, 引起煤体发生 松动破坏, 如若能量在瞬间突然释放, 会使得掘进巷道迎头松动煤体抛出甚至 喷出, 涌入已掘巷道, 发生冲击地压, 造成严重的人员伤亡。 因此, 在这种情况 下, 如何针对性的进行工作面和巷道的采掘部署并进行合理的冲击地压防治就 显得格外重要。 1 工程背景 4202工作面位于-410m水平四采区2煤层。
3、 地面位置为徐家塘村以东北的农田内, 地面标高为+192m, 工作面标高为-473m-571m, 埋深为665m763m。 4401工作面位于-520m 水平四采区4煤层。 该工作面位于徐家塘村, 耕地西北区 域内, 没有建筑, 没有河流, 水库, 钻井。地面标高为+192m, 工作面标高为 -571m-590m, 埋深为763m782m。 本工作面进行巷道掘进时, 其上部2煤层4202 工作面正进行回采工作, 二者落差在20m左右。工作面平面布置图如图 1所示。 图1 4202、4404工作面平面示意图 下载原图 2 近距离煤层下部煤层掘进期间冲击地压防治措施 对于近距离煤层相向采掘时冲击地
4、压防治来说, 首先根据前述理论分析, 确定 “上采下掘”时的安全距离;其次, 由于上部煤层采动影响, 在下部煤层巷道掘 进过程中进行“分段式”防治, 如图2所示。 图2 下部煤层巷道掘进过程中分段式防治 下载原图 -动压影响区域;-停掘影响区域;-静压影响区域 2.1 区域冲击地压防治措施 在近距离煤层“上采下掘”过程中, 图中区域始终处于上部煤层的采动影响 之下, 区域巷道承载着较大的压应力。下部煤层巷道停止掘进前, 区域巷道 掘进全程进行煤层深孔强注水处理。 煤层深孔强注水使煤体软化, 使该区域大范 围内、大空间内积聚的能量得到有序释放。煤层预注水是一种积极主动的区域性 防范措施, 不仅能
5、消除或减缓动力现象威胁, 而且可起到消尘、 降温, 改善劳动 条件的作用。 为提高注水效果, 可采取以下措施: (1) 间歇注水法。采用间歇注水可以消除裂隙表面覆盖的气泡, 提高毛细作用, 改善湿润效果。一般情况下, 间歇注水比连续注水湿润效果好。 (2) 孔内松动爆破。 由于顶板岩层应该较高, 注水较难进行, 进行松动爆破可增 加周围岩石的裂隙度, 使岩石松动, 为注水创造条件。 2.2 区域冲击地压防治措施 在巷道停止掘进之后, 随着上部工作面持续向前推采, 下部煤层巷道掘进迎头 前方煤体所积聚的能量越来越多, 具有发生冲击地压的可能。 为此, 对该区域煤 体进行诱发钻孔爆破处理, 制造大
6、范围的破坏区来缓冲上部煤层采动对下部煤 层巷道的应力集中, 使得迎头前方应力场向煤体深部转移。 卸压爆破简便易操作, 而且爆破时人员远离危险区域, 安全性较高, 可靠性较 高。 目前, 世界上几乎所有国家在开采有冲击危险的煤层时, 都把卸压爆破作为 主要的解危措施之一。 2.3 区域冲击地压防治措施 下部煤层巷道恢复掘进之后, 处于上部煤层工作面保护层范围内, 即处于静压 影响区域。 在掘进过程中, 遵循“边探边掘”的原则, 发现危险即采取钻孔卸压 的措施进行处理。 钻孔卸压能把巷道周围的应力集中区转移到巷道围岩深部, 卸压效果好, 灵活 可靠, 不受井下煤层地质条件的限制, 具有较强的适应性
7、。 3 近距离煤层下部煤层回采期间冲击地压防治措施 在上部煤层工作面回采过程中, 根据划分的危险程度, 对各危险区域进行相应 的卸压解危处理即可, 一般采用大直径钻孔卸压措施, 对于具有较高危险程度 的危险区域则需要采用爆破卸压、煤层注水等解危措施。 4 结论 近距离工作面开采时, 易发生冲击地压, 威胁安全生产。 根据冲击地压时空作用 机制, 形成了以“分段防治技术”为核心, 以煤层注水软化、 爆破卸压和大直径 钻孔卸压处理等具体措施为手段的近距离煤层开采冲击地压防治体系。 该技术能 很好地避免冲击地压的发生, 为类似地质条件下开采提供了可靠的技术依据。 参考文献 1齐庆新, 等.我国冲击地压矿井类型及防治方法研究J.煤炭科学技术, 2014, 42 (10) :1-5. 2姜耀东, 等.我国煤炭开采中的冲击地压机理和防治J.煤炭学报, 2014, 39 (2) :205-213. 3李玉龙, 陈科.冲击地压的产生机理及防治措施J.山东煤炭科技, 2009, (2) :142-143.
